采礦工程常用采礦技術與細化管理

田宏海，任萬壽

（1.甘肅省酒鋼集團宏興股份有限公司鏡鐵山礦業(yè)公司，甘肅 嘉峪關 735100；2.甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份公司，甘肅 嘉峪關 735100）

科技的進步，促進了采礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，越來越多的采礦企業(yè)參與進來，其面臨著巨大的機遇和挑戰(zhàn)。但是目前，我國許多的礦業(yè)仍然處于初期建設期。研究人員對我國的采礦行業(yè)進行走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國的采礦技術存在許多問題，如采礦技術管理不夠細化明晰、在傳統(tǒng)的建設期和目前的發(fā)展期中出現(xiàn)矛盾、解決采礦工程中的安全問題方法不當?shù)?，許多矛盾導致了采礦工程停滯不前[1,2]。由于井下的環(huán)境惡劣，復雜多變幻，在工人采礦過程中會遇到許多的突發(fā)安全問題，并且我國現(xiàn)今采用的礦井依然是落后的炮采工藝，這種滯后的生產(chǎn)方法也嚴重影響到了采礦工程的進程，更無法保證工人的安全問題。因此，有必要對采礦工程常用采礦技術的細化管理進行研究[3]。

1 采礦工程中采礦技術的特點

1.1 大體的開采技術類型

我國的許多礦山地域地理氣候特征不一。無論是黑色金屬、有色金屬還是煤炭礦床都是大多以小礦井小規(guī)模方式開采。地表以下深層礦床的開采對安全、技術、質(zhì)量要求極高。目前，我國井下深部礦床開采特點是：主要根據(jù)主井和副井的深度不同，一般采用斜井、立井、平硐、綜合四種方式進行開采，圖1為一般的工藝流程。

在一些礦井大小不一時，應該根據(jù)礦井的形狀、深度和露天開的方式進行開采。在整個開采的過程中，尤其要根據(jù)地形、氣候、環(huán)境選擇相應的開采方式，根據(jù)需要采取兩種或兩種以上的開采方式相結(jié)合，最終形成一套獨特的開采技術及符合礦床賦存形態(tài)的開采方式。

1.2 井下開采具有復雜性

我國大多的礦產(chǎn)藏匿于甘肅、蘭州及西北等遼闊之地，周遭環(huán)境多變，礦井下的環(huán)境惡劣程度不言而喻，整個工程技術難度系數(shù)較高，開采中常常會伴隨著火災、爆炸、高溫和井下的水位變化、通風不良、巖爆等一系列問題，工藝中時時需要注意以上諸多問題，使采礦技術充滿復雜性，一直難以更好地突破[4]。井下的生產(chǎn)系統(tǒng)是工程整體設計，主要由掘進配合回采，加之排水、通風等輔助措施，環(huán)環(huán)相扣構(gòu)成了一個復雜的體系，并且地質(zhì)的不同，采用的輔助措施隨之改變，工程復雜，采礦的難度相對較大。

圖1 采礦工藝流程圖

1.3 采礦業(yè)發(fā)展迅速

隨著國際形勢的瞬息萬變，國內(nèi)經(jīng)濟的增長，采礦業(yè)的高需求，因此采礦技術在一定的時間段內(nèi)需要不斷革新，由此需對采礦技術進行細化管理，在目前的市場經(jīng)濟體制的背景下，許多專家愿意研究采礦技術，通過實地考察，花費更多的精力、配合更多的人員進行研究，使采礦技術取得進一步的成就。特別是近年來信息化技術的介入，六大系統(tǒng)的普及和礦山數(shù)字化、開采機械的大型化、自動化、遠程控制無人化采礦技術得到迅速的發(fā)展。

2 采礦技術分析

2.1 一般機械法和特殊法

目前在我國廣泛使用的是一般的采礦法——機械法。機械法是一個廣泛的統(tǒng)稱，又可分為兩大類：露天開采和地下井開采。使用一般的露天開采只是針對個別的有色金屬并且在地下埋深，金屬有色可以很快辨別到礦石，開采速度較快，效益好。這種開采的缺點是埋深的有色金屬不容易挖掘，且有色金屬的質(zhì)量不高。地下井開采法適用于我國有色金屬的開采方式之一，其與露天開采的不同主要是利用丼工開采，需要結(jié)合不同的地質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點存在一些安全問題。在有色金屬開掘過程中會遇到一些有毒氣體，在回采的過程中地表塌陷，危險系數(shù)較高。

對于不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、礦產(chǎn)含量，選擇的采礦技術不同。在一些特殊的情況下需要采用特殊采礦法，其中包含物理采礦、化學采礦、海洋采礦。物理化學采礦法主要是讓物理化學溶液對礦石進行溶解，溶解的礦石中找到有用成分后利用回采的方式，將有用成分從地下運到地上，再次采用物理化學中所涉及到的相應方法進行提取，最終得到礦石成分。物理化學采礦法的主要優(yōu)點是工作條件適合、投資小、效益大。缺點是不適用于陸地開采。而海洋采礦因為條件太差，水下環(huán)境難以辨別，目前陸地的礦井大多已被開采，因此海洋采礦是一種必然的發(fā)展趨勢，如圖2所示，為海洋采礦圖。

圖2 海洋采礦

2.2 深層開采法

我國是一個人口大國，目前地表的礦產(chǎn)所剩無幾，需要深層開采礦產(chǎn)資源，深層開采法已成為重點研究方法。但是礦井在深層開發(fā)中難度較大，尤其是針對礦井的通風不暢、有毒有害氣體、壓強控制等問題的技術仍不成熟，以及設備不先進等因素的限制，目前深層采礦法有待進一步提高。

2.3 爆破法

爆破法是目前常用的采礦方法之一，但是定向爆破只能適用于一般情況，一旦爆破失控，那么整個礦石將會受到嚴重的損壞，人員大面積受傷，不利于采礦工程的進行，因此國際上也提出了最新的研究方法。其一是光學引爆法，利用機器發(fā)出激光進行礦石的引爆，這種方式不受周遭的波、聲音的影響，并且激光可重復使用，綠色可循環(huán)。其二離子爆破法，是利用設備進行電力爆破，通過遠程的控制實現(xiàn)爆破目的。在以往的爆破法中，大多是利用火藥爆破，但是火藥燃燒對大氣污染較大，造成空氣的毀壞、環(huán)境的污染。這種離子爆破法綠色無污染，符合國際發(fā)展潮流。其三，中深孔爆破法，小型的礦井在山上，將引爆物裝在較小的平臺上，使前方的爆破力度小于后方，減少對巖體的損害，使用少量的引爆物達到爆破的目的，不僅節(jié)省的原料，同時減少了周圍爆破造成的影響。

3 采礦工程中采礦技術細化管理措施

3.1 建立健全采礦安全保障制度

根據(jù)上文論述，采礦技術類型主要是露天和礦井，危險系數(shù)都較高。礦井采礦需要礦工的實際操作，因此建立健全安全保障體系非常有必要。根據(jù)采礦行業(yè)具體的情況，礦工需要得到一份安全財產(chǎn)協(xié)議，其中包括礦工的工資、獎金、受傷賠償、保險等內(nèi)容，使礦工的利益得到保證，免除礦工的憂慮。同時，整個采礦體系需要具體的流程，管理者要科學合理地分配，可根據(jù)礦工自身的性格特點進行分配任務，明確礦工的職責，使整個流程清晰明了。

3.2 礦工的選擇培養(yǎng)

首先，管理者對礦工的選擇需慎之又慎，對其進行專門的培訓，對下井的礦工需要集中培訓，讓礦工了解整個采礦的過程、注意事項以及遇到危險時應該如何求救和自救。在開采過程中，礦工必須服從管理和安排，無條件完成管理者分配的任務，使整個采礦過程安全有序的進行。再者，需要培養(yǎng)礦工的安全意識，通過不斷的教育、演練和相關部門的監(jiān)督確保礦工的技能和心理更加成熟。

3.3 提高通風管理

地下采礦最重要的便是作業(yè)區(qū)的通風設置，采礦的工程部門需建立一個完整的通風管理體制，讓礦井中的生產(chǎn)穩(wěn)定有序的進行。對于人員的安排避免同一個區(qū)域過度密集，擬定適合的崗位，良好的通風條件不僅可以保證礦工的人身安全，而且能夠消除一定的其他隱患，達到采礦工程中采礦技術的細化管理。

4 結(jié)語

綜上所述，采礦工程中仍然存在許多的隱患，我國和國際上的研究人員都在不斷地創(chuàng)新采礦技術，為采礦行業(yè)提供新型綠色的方法，而關于采礦中工人的安全仍是一個重大問題，管理者應該采用健全的體制保證礦工的安全，采用現(xiàn)代化的管理體制對采礦技術進行細化管理，才能保證采礦工程的長期可持續(xù)發(fā)展。